Как подобрать, ухаживать и работать с домашним токарным станком по металлу?

Токарный станок – станок, предназначенный для обработки заготовок из металла, дерева и прочих твердых материалов путем точения. За счет ряда регулировочных приспособлений обеспечивает высокую точность обработки.

Виды работ

С помощью токарного станка возможна обработка цилиндрических, фасонных и конических заготовок, что обусловлено спецификой его устройства.

С помощью станка выполняют:

  • Нарезание резьбы.
  • Зенкование.
  • Сверление.
  • Выравнивание торцов.
  • Обрезку.
  • Развертывание отверстий.
  • Стачивание диаметра и т.п.

Функциональность станков сильно ограничена размерами заготовок. В металлообработке применяется гораздо больше вариаций действий, поэтому токарный станок используется в сочетании с другим оборудованием как в профессиональной металлообработке.

Принцип действия

Станок для токарных работ является очень точным дорогостоящим оборудованием, нуждающимся в правильной регулировке. Сложность его устройства может существенно отличаться. Поэтому на отдельных устройствах можно сделать гораздо больше операций и с более высоким качеством.

Рассматривая упрощенную схему устройства токарного станка можно отметить следующие узлы:
  • Электропривод.
  • Передняя бабка.
  • Шпиндель с патроном.
  • Резец.
  • Суппорт.
  • Салазки.
  • Задняя бабка.
  • Станина.

Помещаемая в токарный станок заготовка зажимается кулачками патрона размещенного на шпинделе. Тот в свою очередь приводится в движение электроприводом. На станине станка находятся поперечные салазки. По ним скользит суппорт, в механизме которого зажимается резец. При включении вращения шпинделя заготовка оборачивается с заданной скоростью. Регулируя суппорт можно приближать или удалять от заготовки резец. За счет вращения детали при примыкании к ней резца осуществляет снятие материала с высокой точностью.

При обработке крупных заготовок применяется задняя бабка. Она скользит на продольных салазках станины и используется в качестве дополнительного упора. Задняя бабка оснащается пинолем. Тот представляет собой свободно вращающийся конус. Он поджимается к детали, чем предотвращает ее биение при прикладывании резца.

При производстве токарных станков детали поддаются точной обработке и подгонке. За счет этого соблюдаются минимальные допуски, что позволяет на готовом оборудовании создавать изделия с погрешностью в доли миллиметров. Базовая конструкция станка может существенно усложняться. В частности в нем может предусматриваться электропривод для изменения положения суппорта на салазках. Нередко предусматривается регулировка скорости оборота электродвигателя.

Виды токарных станков
Помимо универсальных токарных станков, предназначенных для выполнения различных видов работ, существуют также специализированные конструкции, работающие по схожему принципу:
  • Токарно-винторезный.
  • Токарно-карусельный.
  • Лобовой.
  • Токарно-револьверный.
  • Автомат продольного точения.
  • Многошпиндельный.
  • Токарно-фрезерный.

Помимо функциональных отличий, станки могут различаться между собой по максимальному размеру обрабатываемых заготовок. также они могут отличаться по удобству и точности регулировок, материалам обработки. По последнему критерию станки в основном разделяют на предназначенные для работы с металлом или деревом. Токарный станок для металла оснащается более мощным мотором и усиленными узлами. За счет этого они имеют высокую устойчивость к сопротивлению в результате трения при обработке заготовок. Станок по дереву более облегченный, так как точить дерево существенно легче, чем металл.

Токарно-винторезный

Может использоваться для единичного изготовления деталей. Скорость производства на нем недостаточная для серийного выпуска изделий. Обычно станки этого типа рассчитаны на обработку металлов, в том числе твердых черных и более мягких цветных.

Tokarno-vintoreznyi

Устройство этого станка отличается от базового наличием коробки скоростей, за счет чего осуществляется весьма точная регулировка обработки заготовок. За счет того что настройка выполняется за счет коробки, а не изменения скорости вращения самого электромотора, станок имеет высокую мощность даже при малой скорости работы.

Устройство имеет большое расстояние между центром патрона и пинолем на задней бабке. Это позволяет обрабатывать достаточно длинные заготовки. Станки винторезного типа разделяются на 5 классов. Каждому из них присваивается буква: Н, П, В, А, С.

Станки класса Н имеют нормальную точность. Они могут использоваться для выполнения большинства задач по ремонту или изготовлению новых деталей. Устройства класса П имеют повышенную точность, В – высокую точность, А – особо высокую точность. Станки класса С являются особо точными. Это мастер станки для выполнения самых точных деталей и их подгонки в притирку без зазоров.

Токарно-карусельные

Имеют вертикальное расположение оси вращения зажимаемой заготовки. Его можно использовать для точения, растачивания, обрезки, подравнивания торца и нарезания резьбы. Устройства этого типа не отличаются большим размером. За счет этого они зачастую не могут использоваться для обработки крупных заготовок. Часто такие станки используют в ремонтных мастерских, так как они не занимают много места, и работают с деталями не крупнее необходимых.

Используя специальные приспособления подобные станки также можно применять для  точного фрезерования стальных заготовок и их шлифования. Отличительным качеством карусельного станка является наличие стола с план шайбой. Последняя выполняет функцию держателя заготовки. План шайба вращает заготовку. Подача резца вдоль детали выполняется перемещением суппорта. Для его приближения к обрабатываемой поверхности по поперечному направлению выполняется перемещение траверсы.

Лоботокарный

Лобовой токарный станок имеет короткую станину. За счет этого он может использоваться для обработки только тонких заготовок. Однако лоботокарные станки имеют широкий захват. За счет этого они зачастую могут зажать для обработки деталь, ширина которой превосходит длину.

Такое оборудование часто применяется на точном производстве. Им вполне можно обрабатывать детали, масса которых превосходит несколько тонн. Однако останавливающим фактором для использования подобных станков является большая сложность при установке столь тяжелых заготовок. Зачастую на это уходит не меньше времени, чем на саму обработку. В связи с этим такое оборудование часто меняется на более привычные карусельные станки.

Автомат продольного точения

Такой токарный станок в отличие от предыдущих разновидностей может использоваться в серийном производстве. Его конструктивные особенности позволяют добиться высокой производительности обработки однотипных деталей. Устройство рассчитано на работу с прутом или фасонным профилем.

Зачастую такие станки рассчитаны на работу с системой ЧПУ. За счет этого производство однотипных деталей может выполняться полностью автоматически. Устройство может оснащаться одним или несколькими шпинделями. За счет этого оно способно использоваться для одновременной обработки нескольких одинаковых деталей.

Многошпиндельный

Он разработан для серийного производства и предназначен для работы с калиброванными заготовками. Они должны иметь круглое или квадратное сечение. В противном случае обработка несоответствующей формы заготовки невозможна.

Станок способен использоваться для выполнения любой задачи из спектра универсального токарного оборудования.  Данное оборудование оснащается мощным электроприводом и усиленной конструкцией. Это обеспечивает возможность обработки деталей из особо твердой стали.

Токарно-фрезерный

Предназначен исключительно для обработки центра заготовки. Им выполняется фрезеровка заготовок большого размера с более высокой точностью, чем это возможно сделать, используя просто фрезерный станок. На таком станке можно совмещать операции точения и фрезерования.

Как правильно выбрать токарный станок

При выборе станка одним из самых важных параметров является размер его станины, в частности максимальная ширина и длина заготовок, которые можно на нем обрабатывать. Расстояние между центрами станка от пиноля до патрона может существенно отличаться. Устройство может иметь размер между центрами вплоть до нескольких метров. Столь крупные устройства применяются в основном для работы с деревом. В частности с их помощью выполняется выравнивание оцилиндрованнгого бревна и т.д.

Стоит обратить внимание на тип станины. Она может быть прямой, что является универсальным решением за счет обеспечения более широкого захвата заготовок. Это в свою очередь дает высокий вынос патрона и пиноля. Устройство с наклоном является более жестким. Детали в нем держаться надежней, но такой тип станины существенно уменьшает ширину заготовок, которые возможно зажать, избежав их блокировки в случае легкого перекоса при обработке.

Также при выборе станка может возникнуть сложность в определении типа управления. Токарный станок может быть ручным или управляемым ЧПУ. В последнем случае устройство выполняет точную сложную работу согласно чертежу проекта. Также на удобство работы со станком влияет применяемый в нем способ регулировки положения пиноля. Он может настраиваться вручную, путем вращения регулировочной ручки. Также пиноль может управляться электрическим приводом.

Похожие темы:

РубрикаОБОРУДОВАНИЕ

Токарный станок – это универсальный агрегат, на котором можно вытачивать детали, сверлить отверстия, зенкеровать их, нарезать резьбу, а также выполнять многие другие операции. Если раньше станки можно было увидеть только на заводе, то в последнее время они уверенно завоевывают домашние мастерские, став вещью, обойтись без которой можно, но сложно.

Однако токарный станок – не дешевая покупка. Прежде чем его приобретать, стоит взвесить все «за» и «против», а главное – понять, какой именно станок вам нужен.

Конечно, крупногабаритные станки, какие используются на производстве, не влезут в мастерскую или гараж. Но это не нужно: существуют более компактные и простые модификации – настольные токарные станки по металлу, школьные станки, и мини-станки.

Для начала – посмотрим на фото токарного станка по металлу и расскажем несколько слов о его устройстве.

Основа станка – это станина, как правило, отлитая из чугуна. На ней расположены все остальные элементы.

Заготовка детали укрепляется между передней (шпиндельной) бабкой, на которой расположен шпиндель, и задней бабкой. Шпиндель представляет собой металлический вращающийся вал с коническим отверстием в центре. В нем можно закрепить патрон для детали, планшайбу и другие необходимые приспособления.

Кроме того, на передней бабке есть коробка передач с рычагами для регулировки частоты вращения шпинделя.

Задняя бабка – узел, который нужен для фиксации детали с другой стороны. Также на ней можно устанавливать метчики, сверла, и другие инструменты, которые требуются для обработки детали. Для этого предназначена пиноль – цилиндр, в центре которого, как и у шпинделя, есть коническое отверстие.

Установленную на специальной плите, заднюю бабку можно передвигать вдоль станины. Таким образом можно отрегулировать расстояние между ней и шпинделем, и прочно зафиксировать заготовку детали. Подвижная задняя бабка нужна и тогда, когда требуется просверлить в детали сквозное отверстие.

Параллельно оси станка перемещается каретка, на которой укреплен суппорт. На суппорте стоит резцедержатель, головка которого способна поворачиваться и вести резец не только продольно, но и в поперечном направлении. Головку резцедержателя можно фиксировать под различными углами.

Как выбрать токарный станок? Есть важные характеристики, на которые следует обратить внимание.

Первый параметр – это расстояние между центрами передней и задней бабки (РМЦ). От него зависит наибольшая длина детали, которую можно обрабатывать на данном станке. Ось вращения между центрами является основной осью станка.

Второй параметр – максимальный диаметр обработки над станиной, измеряемый в миллиметрах. По нему определяют максимальный диаметр детали, которую можно установить в станок.

Наконец, важная характеристика – диаметр центрового отверстия шпинделя, куда можно установить заготовку. Особенно это важно при обработке прутковых деталей.

Как шпиндель, так и пиноль задней бабки должны быть хорошо отцентрованы и вращаться ровно, с минимальным биением. Для маленького домашнего станка это особенно важно.

Станина должна быть устойчивой и прочной, тогда вибрации, возникающие при работе станка, будут сведены к минимуму, и можно будет качественно обрабатывать на нем детали.

Хорошие станки оснащены коробкой передач на несколько скоростей (чаще всего – на две).

Некоторые станки имеют переключатель реверса. Реверс – это возможность менять направление движения резца. Такая функция бывает полезной во многих случаях.

Заглянув в инструкцию по эксплуатации токарного станка, предназначенного для работ по металлу, можно найти и другие технические характеристики:

Габариты (длина, ширина) и масса (в килограммах). Как правило, длина станков, которые можно поставить в своей домашней мастерской, не превышает 170 сантиметров, а ширина – 60 сантиметров. Весят «домашние» станки максимум 200 килограммов.

Мощность привода в киловаттах (до 0,6 кВт). Питающее напряжение в вольтах (В) и тип подключения к сети. К сожалению, не все станки работают от обычной трехфазной сети переменного тока.

Включение станка – осуществляется с помощью кнопки, а у некоторых моделей – с помощью реостата.

Число оборотов. У односкоростных станков оно варьируется от 0 до 1500 оборотов в минуту. У двухскоростных – 0-500 об/мин на первой скорости, и 0-2500 об/мин на второй скорости.

Для работы дома лучше выбрать универсальный станок по металлу. Сложно угадать, что именно с его помощью придется изготавливать или ремонтировать – фронт работ у домашнего мастера очень широкий, и есть вероятность, что узкоспециализированный станок будет простаивать без дела.

Токарные станки различаются и по цене, и по оснащенности. Иногда не требуется тратить лишние деньги, чтобы приобрести дорогой станок с полным комплектом всевозможных приспособлений, ведь многие из них могут никогда не понадобиться. Целесообразнее купить более простой агрегат, а потом оснастить его теми устройствами, которые нужны вам.

Настольные, они же – токарные мини-станки по металлу. Обратите внимание, что некоторые модели этого типа выпускаются без задней бабки, что может существенно затруднить работу. В целом это станки наиболее простой конструкции: малые габариты, малый вес, достаточно легкая и неустойчивая станина.

Школьные станки, больше размером, чем предыдущие. У них имеется коробка передач на две скорости, и реверс.

Токарно-винторезные станки. Они больше подходят для гаража, чем для дома, имеют прочную станину, благодаря которой при работе почти не возникают ненужные вибрации.

Шпиндель в таких станках вращается почти без биения. Минусов у них только два: габариты и высокая цена.

Универсальные токарно-фрезерные станки.

Также рекомендуем посетить:

Станки токарной группы предназначены для выполнения большого количества операций по обработке металла. Чаще всего данное оборудование используется для работы с наружными и внутренними поверхностями деталей, которые имеют цилиндрический, конический или фасонный профиль. Еще одно назначение токарных станков по металлу – выполнения операций по сверлению отверстий, обработке торцов.

Основные разновидности оборудования

Классификация токарных станков в основном осуществляется на основании их конструкции.

Токарно-винторезный

Все виды токарных станков из данной группы являются универсальными, поэтому они широко используются на серийных и единичных производствах.

С их помощью можно выполнять различные операции – нарезание резьбы (модульной, метрической, дюймовой), всевозможная обработка металлических заготовок.

В перечень основных конструктивных элементов данного станка входят:

  • шпиндельная бабка. Состоит из шпинделя и коробки скоростей;
  • суппорт. Предназначен для фиксации в нужном положении режущего инструмента;
  • станина. Предназначена для закрепления основных конструктивных узлов агрегата;
  • коробка подач. Предназначена для передачи движения от шпиндельного узла к суппорту. Это возможно благодаря наличию в составе конструкции ходового винта или валика;
  • фартук. Необходим для трансформации передвижений валика или винта на перемещение суппорта в нужном направлении;
  • задняя бабка. Часто оснащается дополнительными инструментами для поддержки в нужном положении обрабатываемой заготовки.

Шпиндельная бабка станка

Токарно-карусельные

Все типы токарных станков, которые можно отнести к карусельной группе, обычно предназначены для работы с габаритными заготовками. Они обладают следующими функциональными способностями:

  • применяются для точения поверхностей цилиндрической или конической формы;
  • используются для прорезки пазов различной конфигурации;
  • при необходимости выполняется шлифовка, фрезеровка и подрезка торцов;
  • существует возможность выполнения резьбы.

В состав данного станка входит стол, на котором находится планшайба. Также присутствуют стойки, где передвигается траверса, оборудованная суппортами.

Лоботокарный

Основное предназначение лоботокарного станка – обработка цилиндрических, конических и лобовых деталей. В оборудовании данного типа ось вращения заготовки размещается горизонтально.

Токарно-револьверные

Все виды токарных станков, которые можно отнести к револьверной группе, предназначены для обработки деталей из калиброванного прутка. Данное оборудование способно выполнить широкий спектр технологичных операций:

  • точение и расточка;
  • зенкерование;
  • сверление;
  • фасонное точение;
  • формировка резьбы;
  • развертывание.

Специфическое название станка вызвано особым способом крепления всех инструментов. Они устанавливаются в специальном держателе – статическом или приводном. Последний тип обеспечивает агрегат широким спектром возможностей. С его помощью можно осуществлять сверление, фрезеровку, нарезку резьбы.

Токарно-револьверный автомат

Токарно-фрезерный обрабатываемый центр

Данное оборудование сочетает в себе функциональные способности фрезерного и токарного станка. В состав его конструкционных элементов входит фрезерная головка под конус, которая обеспечивает выполнение множества операций, поэтому способна достойно конкурировать с револьверным типом. В данном случае для точения выполняется металлорежущими резцами. Они  устанавливаются во фрезерную головку, что повышает их функциональные возможности.

Автомат продольного точения

Предназначение автомата продольного точения заключается в изготовлении небольших деталей при серийном производстве из различных прутков, фасонного профиля и проволоки, которая свернута в бунт. Его используют для обработки заготовок, которые изготовлены из меди, легированной стали и многих других металлов.

Автоматы продольного точения оснащаются следующими типами шпиндельных бабок – неподвижными и подвижными. Также данные агрегаты могут быть револьверными, одношпиндельными. Первые имеют некоторые преимущества, поскольку способны одновременно выполнять несколько операций.

Многошпиндельные токарные станки

Такие автоматы предназначены для обработки сложных заготовок, которые сформированы из холоднотянутых прутков разного сечения или из труб. В основном их используют для обеспечения потребностей серийного производства. С их помощью осуществляют следующие операции:

  • точение, растачивание и подрезку;
  • сверление;
  • развертывание;
  • формирование резьбы;
  • зенкерование.

Высокая производительность такого автомата обеспечивается большой мощностью приводного механизма, достаточной жесткостью конструкции, способностью одновременно выполнять несколько операций.

Настольные

Основная отличительная черта такого станка – он фиксируется на специальном столе. Данный тип агрегатов имеет небольшие габариты и вес.

С его помощью можно выполнять широкий перечень различных технологических операций по обработке деталей, изготовленных из металла, дерева, пластика. Также агрегаты настольного типа способны выполнять сверление, расточку или фрезеровку.

В основном такое оборудование используется в домашних условиях или для обеспечения потребностей мелкосерийного производства. Его преимуществом считают низкий уровень энергопотребления, небольшая стоимость. Во время работы настольных станков шум минимален, что очень ценят многие пользователи.

Станки с ЧПУ

Многие станки разного строения оснащены числовым программным управлением или ЧПУ. Они отличаются высокой продуктивностью работы, точностью и легкостью эксплуатации.

При внедрении ЧПУ в основном используют такие типы систем:

  • разомкнутые. Подразумевают применение одного потока информации. Такой агрегат первым делом расшифровывает данные, только после чего передает заданные команды всем механизмам;
  • замкнутые. Данная система работает с применением двух потоков информации, которые принимаются от считывающего и измеряющего механизма;
  • самонастраивающиеся. Корректируют всю информацию на основании изменений, которые происходят во время обработки деталей.

Также станки с ЧПУ разделяют на типы в зависимости от того, как происходит управление основными рабочими процессами:

  • позиционные. Подразумевают установку механизма для обработки деталей в нужном положении, только после чего начинается сам процесс работы;
  • прямоугольные. Данные системы используют для обработки заготовок, которые имеют ступенчатую форму. Они способны автоматически переключать продольную и поперечную передачи;
  • контурные. Обеспечивают беспрерывную работу агрегата в соответствии с заданными параметрами.

Станки с бесступенчатым приводом

Бесступенчатый привод обеспечивает токарное оборудование возможностью непрерывного изменения частоты вращения шпинделя. При помощи данного агрегата можно осуществлять обработку внутренней и внешней поверхности заготовок. При этом весь рабочий процесс происходит при наличии самых лучших скоростных параметров.

Также станки с бесступенчатым приводом отличаются долгим сроком службы, простотой управления и надежностью. Отчасти это обеспечивается отсутствием коробки скоростей. Регулировка частоты вращения шпинделя происходит механическим, электрическим и гидравлическим путем.

Трубонарезные агрегаты

Данные токарные станки узкоспециализированы. Они применяются только для нарезки труб, изготовленных из стали. Также они могут производить обработку их торцов, наносить резьбу с нужными характеристиками. Данные агрегаты широко используются в разных отраслях промышленности, в том числе в нефтяной и газодобывающей, геологоразведке.

Если трубонарезный станок оснащен ЧПУ, он работает по следующей схеме:

  • заготовка в виде трубы фиксируется с двух концов в патроне;
  • устанавливается программа, которая способна автоматическим образом устранить все дефектные части детали;
  • для выполнения дополнительных операций станок оснащается револьверной головкой, патронами разного типа, резцерезкой.

Чтобы обеспечить долгий срок службы подобного оборудования, его направляющие элементы подвергаются закалке и шлифовке. Это также позволяет повысить точность агрегата, что очень важно для эффективной работы.

Классификация оборудования по типу точности

На основании точности, которую обеспечивает оправленный токарный агрегат, ему присваивают степень:

  • С. Характеризуют оборудование с особой точностью;
  • В. Присваивают агрегатам, которые во время своей работы обеспечивают высокую точность;
  • Н. Дают станкам с нормальной точностью;
  • А. Присваивают устройствам, которые отличаются особенно высокой точностью;
  • П. Имеют все станки, которые во время работы обеспечивают повышенную точность обработки.

Маркировка токарных станков

Чтобы понять, какими конструкционными особенностями обладают токарные агрегаты, какая их сфера применения, следует обращать внимание на маркировку оборудования.

Она состоит из нескольких цифр, каждая из которых имеет свое значение:

  • первая цифра это обязательно 1. Она обозначает, что данный агрегат относится к токарной группе;
  • вторая цифра маркировки обозначает тип токарного станка;
  • третья и четвертая цифра указывает на высоту его основных центров.

Внимательно изучив все особенности маркировки токарных станков и их классификацию, можно понять принцип их работы.

Видео по теме: Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Токарные станки по металлу предназначены для обработки заготовок с целью получения изделий, используемых в машиностроении и строительстве, производстве инструментов и т. д. Видов современного оборудования этого типа существует несколько. И все они отличаются высокой производительностью и надежностью.

Какие марки существуют

Оборудование этого типа представлено на современном отечественном рынке довольно-таки широко. Марок его существует множество. В качестве примера можно привести такие токарные станки по металлу, как:

  • «Калибр».
  • «Универсал».
  • Jet (Китай).

Конструктивные особенности

От станков по дереву этот вид оборудования отличается прежде всего наличием резцедержателя. Этот элемент делает работу с металлическими деталями максимально удобной. Ведь удержать инструмент, предназначенный для обработки заготовки, руками, как при использовании станка по дереву, в данном случае, из-за жесткости материала и сильной нагрузки, попросту невозможно.

Основные элементами конструкции станка по металлу являются:

  1. Станина. На нее крепятся все рабочие узлы и детали.
  2. Передняя бабка. Внутри этого узла располагается шпиндель.
  3. Задняя бабка с пинолью. Эта часть станка подвижна и служит для закрепления обрабатываемой детали.
  4. Суппорт. Этот элемент используется для сообщения резцу поступательного движения при работе.
  5. Фартук. Трансформирует в поступательное переданное движение.
  6. Электромотор с приводным ремнем.
  7. Коробка скоростей. Отвечает за передачу движения от суппорта к шпинделю посредством винта или валика.

Как видите, конструкция у этого оборудования довольно-таки сложная. Поэтому, к примеру, собрать токарный станок по металлу своими руками не слишком просто.

Как работает оборудование

Функционируют токарные станки по металлу по довольно-таки простому принципу. В задней бабке закрепляются режущие инструменты. При включении станка она начинает двигаться по направляющим станины и останавливается в нужном для обработки детали месте. В процессе работы каретка суппорта также перемещается, но вдоль детали. Находится она между бабками.

Резец во время точения может располагаться или вдоль оси детали, или под небольшим углом к ней. В этом случае при работе станка изделие приобретает цилиндрическую или коническую форму. Также резец может располагаться перпендикулярно оси детали. Такая обработка называется поперечной.

Виды оборудования

Классифицируются токарные станки по металлу на два основных типа:

  • Токарно-винторезные. Отличительной особенностью оборудования этой разновидности является то, что пиноль задней бабки имеет ход. Поэтому такие станки могут оснащаться патроном для сверления отверстий. На станках этого типа можно нарезать резьбу, как внутреннюю, так и внешнюю. Используются они в основном в приборостроении, при работе с черными и цветными металлами.
  • Токарно-фрезерные. Это оборудование является универсальным. На станках этого типа можно выполнять обработку заготовок не только из цветных и черных металлов, но и из пластмассы и дерева. Применяется это оборудование для вырезки пазов, снятия фасок, сверления отверстий, нарезания резьбы т. д.

Оборудование особого назначения

Помимо двух основных, существует еще две дополнительных разновидности токарных станков по металлу:

  • Токарно-карусельные. Используется это оборудование для обработки деталей, имеющих большие размеры и вес.
  • Токарно-револьверные. Такие станки позволяют изготавливать разного рода изделия из прутка.

В последнее время на промышленных предприятиях очень часто используется также высокоточное производительное оборудование с ЧПУ. С использованием таких станков можно изготавливать максимально качественные и геометрически выверенные изделия.

Помимо всего прочего, различаться оборудование этого типа может и по месту установки. Существуют не только габаритные, монтируемые иногда даже и на фундамент модели. Очень популярным и востребованным является также настольный токарный станок по металлу. Конструкцию он имеет точно такую же, как и обычный, но при этом занимает меньше места и стоит дешевле.

Режущие инструменты

Настольный токарный станок по металлу, так же как и обычный, должен использоваться с применением только качественных и надежных резцов. Для обработки металлических заготовок или прутка могут использоваться рабочие инструменты разных видов. Подбираются они в зависимости от типа выполняемых операций. Так, к примеру, обдирочные резцы используют для черновой обработки детали. После их применения на заготовке остаются заметные следы. Чистовые резцы используются для придания поверхности изделия гладкости. Существуют также подрезные, расточные, резьбовые инструменты и т. д.

Состоят резцы для токарного станка по металлу из двух частей. Головка является основным элементом, отвечающим за обработку детали. Стержень служит для надежного закрепления резца.

Изготавливаются рабочие инструменты токарных станков из быстрорежущих или углеродистых сталей, а также из термокорундов и твердых сплавов. Последние две разновидности материалов в последнее время используются чаще всего.

Отзывы о марках станков

Надежное и производительное оборудование этого типа позволяет сделать производство более рентабельным и облегчает работу токаря. Любые же недостатки могут стать причиной снижения качеств производимых деталей. Неплохие отзывы заслужили, к примеру, отечественные станки «Универсал». Специалисты полагают, что они очень хорошо справляются как с токарными, так и с фрезерными работами. Определенным недостатком этого оборудования считается высокая стоимость. Китайские Jet хвалят за небольшие габариты, универсальность и отсутствие люфтов. Однако, как считают многие, такой токарный станок по металлу для дома подойдет очень неплохо, а вот использовать его даже на небольшом производстве не стоит. Серьезных нагрузок это китайское оборудование, по мнению специалистов, перенести не сможет.

Довольно-таки неплохими, надежными и удобными в работе считаются и станки «Корвет». Но при этом к их недостаткам относят шумность и не слишком большой ресурс двигателя. В особенности же хорошие отзывы специалистов заслужили старые отечественные модели, разработанные еще советскими инженерами.

Самодельный токарный станок по металлу: как собрать

Изготовить это оборудование самостоятельно сложно. Однако при наличии определенных умений можно собрать вполне рабочую и даже очень производительную модель. Узлы и детали для нее можно приобрести в магазине, а в некоторых случаях и изготовить своими руками.

Собирается самодельный токарный станок по металлу примерно так:

  • Передняя бабка с установленным шпинделем закрепляется на ходовой трубе.
  • Собирается рама станка.
  • На ней устанавливается передняя бабка.
  • Монтируется ходовая труба.
  • Устанавливаются задняя бабка и опорная планка.
  • Собирается суппорт.
  • Монтируются ходовая гайка и ходовой винт.

Заканчивают собирать токарный станок по металлу (своими руками это сделать вполне возможно) окрашиванием металлических деталей. Перед началом работы оборудование крепят на столе или верстаке. Шпиндель смазывается жидкой смазкой, а направляющие и пиноль — консистентной.

Автор: Ванюков Андрей Сергеевич, руководитель технологического отдела ООО “Инкор” Для кого материал: Для руководителей и технологов металлообрабатывающих производств. Как и для любого вида оборудования основными критериями выбора токарного оборудования являются экономическое обоснование и технические характеристики станка. 1. Экономический аспект выбора токарного станка.

1.1. Себестоимость изготовления детали.

Необходимо учесть фиксированные и возможные (вариативные) затраты. Фиксированные: начальные капитальные вложения, амортизация станка, проценты по кредиту (если есть). Вариативные: затраты на материалы, энергоносители, на рабочую силу, на инструменты, на техническое обслуживание и ремонт, на запасные части, в случае, если потребуется замена. При этом надо учитывать, что себестоимость изготовления детали на более дешевом оборудовании, будет ниже, поскольку станки меньшего типоразмера, как правило, стоят дешевле. Также себестоимость изготовления детали очень тесно связана с производительностью обработки. Одни и те же детали можно изготовить на самых разных видах оборудования, но в зависимости от технологии и вида оборудования они могут существенно отличаться в себестоимости. Нужно учитывать серийность производства, размер средней партии изготовления самой мелкой и самой большой детали. Очень важно просчитать коэффициент загрузки оборудования каждого типоразмера. Если речь идет о группе токарных станков для всего диапазона обрабатываемых деталей, то необходимо просчитать какие детали необходимо обрабатывать на станках меньшего типоразмера, а какие на большего типоразмера. 1.2. Занимаемая площадь. Еще одним из критериев в современных производствах является занимаемая площадь оборудованием. Не секрет, что станки, построенные на новых принципах бережливого производства при одной и той же рабочей зоне, могут иметь до 1,5 раз меньшую занимаемую площадь, как самим станком, так и зоной для обслуживания станка. Схема определения занимаемой пощади станком А — зона работы простого оператора В — зона для выдвижения контейнера стружки С — зона для подключения податчика прутка или автоматического погрузчика D — зона электрошкафов и централизованных станций

image

2. Технические критерии выбора токарного станка.

2.1. Габариты рабочей зоны

Это главный технический критерий, который определяет возможность обработки самой мелкой и самой большой детали.

Для токарного станка габариты рабочей зоны определяются межцентровым расстоянием, ходам по осям, габаритами узлов станка, револьверной головой и ее блоками, габаритами фрезерного шпинделя для многоцелевых токарно-фрезерных центров, диапазоном зажимаемых диаметров люнетом.

image

При выборе станка обязательна проверка габаритов рабочей зоны по диаметру и длине определенным инструментом, как на возможность обработки, так и на соударение инструмента (или соседнего инструмента) с оснасткой или деталью.

image

Определение габаритов максимальной детали при обработке конкретным инструментом (диаграмма соударений):

image

Анализ рабочей зоны с учетом размещения шпиндельного узла и инструмента при обработке:

image

Если планируется изготавливать детали из прутка, то необходимо учитывать следующие характеристики токарного станка:

 ХАРАКТЕРИСТИКА    ПРИМЕЧАНИЯ
 Отверстие шпинделя
     Проходное отверстие патрона      Патрон ограничивает отверстие шпинделя. Это кажущаяся мелочь, которую часто забывают учитывать. В результате можно неожиданно столкнуться с ограничением или невозможностью обработки детали.
 Проходное отверстие тяговой трубы      Ограничивает отверстие шпинделя. Необходимо учитывать при выборе станка.
 Проходное отверстие гидравлического цилиндра

2.2. Тип станины.

В современном токарном оборудовании можно выделить два основных типа станины: прямая или наклонная.

2.2.1. Токарные станки с прямой станиной являются самыми распространенными, поскольку объединяют в себе производительность и долгий срок службы по доступной цене. Прямая станина позволяет выпускать токарные станки с максимальным диапазоном РМЦ и высотой центров. Такие модели лучшим образом подойдут для обработки деталей относительно большого диаметра (свыше 1000мм) и длины (более 5000мм). 

image

image

Практика показываем, что станки с прямой станиной выбирают, когда покупают универсальные токарные станки без системы ЧПУ, силовые токарные станки с большим весом деталей, а также тяжелые трубонарезные станки с устанавливаемыми 2-мя патронами на передней бабке. Для классической токарной обработки деталей длиной до 3-х или 5-ти метров более производительно обрабатывать детали на станках с наклонной станиной.

2.2.2. Токарные станки с наклонной станиной имеют более высокую жесткость, скорость перемещений и вращения заготовки, шпиндель приводится в движение серводвигателем, стружка из зоны резания удаляется максимально быстро и просто (падает под собственным весом, попадает в стружкосборник и далее в тележку). Они ориентированы на средне- и крупносерийное производство деталей. 

image

2.2.3. Токарно-фрезерные обрабатывающие центры – являются разновидностью станков с наклонной станиной. Это высокотехнологичное оборудование, обладающее всеми преимуществами станков с наклонной станиной и при этом способное выполнять как токарную, так и фрезерную обработку при помощи приводного инструмента. Возможный функционал станка может включать противошпиндель и ось Y. Таким станкам характерны высокие показатели точности и производительности, а также минимальное участие оператора в работе, что легко позволяет организовывать многостаночное обслуживание. Его покупка целесообразна в случае мелкосерийного производства сложных дорогих изделий в авиационной, космической, приборостроительной отраслях, требующих выполнения максимально возможного количества токарно-фрезерных операций за один установ. 

Компоновка токарно-фрезерного обрабатывающего центра

2.3.Макс. грузоподъемность станка

Грузоподъемность станка зависит от комплекса параметров элементов станка. Речь идет о шпинделе, подшипнике шпинделя, пиноли задней бабки, люнете и роликовом опорным кронштейне, общем весе станка и т.д.

При этом рассчитывается комплексная грузоподъемность элементов, используемых для изготовления конкретной детали.

Для станков с прямой станиной для расчета грузоподъемности необходимо учитывать следующие факторы:
  • деталь зажимается только в шпинделе;

  • деталь зажимается в шпинделе и подпирается задней бабкой. 

  • деталь зажимается в шпинделе, подпирается задней бабкой и поддерживается люнетом

   Параметры  
     1 Грузоподъемность при зажиме детали в шпинделе  2,500 кг
     2     Грузоподъемность при зажиме детали в системе Шпиндель + задняя бабка 8,000 кг
     3      Грузоподъемность при зажиме детали в системе Шпиндель + задняя бабка + 1 люнет 10,000 кг
     4      Грузоподъемность при зажиме детали в системе Шпиндель + задняя бабка + 2 люнета 12,000 кг

Примечание:

  1. Пиноль задней бабки диам. 250мм может увеличить грузоподъемность на 4,000кг.

  2. Пиноль задней бабки диам. 350мм может увеличить грузоподъемность на 9,000кг.

  3. Роликовый опорный кронштейн для тяжелых режимов может увеличить грузоподъемность на 7,000кг.

Требуется обработка вала диаметром 500 мм и длинной 3000 мм из стали 40Х. Вес данной детали будет составлять примерно 4600 кг.

Соответственно, для обработки данного вала нам потребуется установить деталь в патроне и поджать задней бабкой или установить в патроне и установить 1 люнет

ПРИМЕЧАНИЕ: 

для станков с наклонной станиной грузоподъемность станка не зависит от количества установленных люнетов и определяется только указанной производителем максимальной грузоподъемностью станка при зажиме детали в патроне и задней бабке.

2.4. Револьверная головка

Одним из ключевых элементов, влияющим на функциональные возможности станков с ЧПУ, является тип применяемой револьверной головки.

Револьверная головка служит для крепления держателей инструмента и может одновременно вмещать 4, 6, 8, 10, 12 и больше позиций для держателей инструментов. 

Инструментальное оснащение револьверных головок 

Разновидностью револьверных головок являются револьверные головки с приводом для выполнения сверлильно-фрезерных операций.

Инструментальное оснащение револьверных головок с приводным инструментом 

Именно они вместе с дополнительной поперечной осью Y превращают токарный станок с ЧПУ в токарно-фрезерный обрабатывающий центр. Конструкция приводной головки предполагает наличие собственного двигателя для приведения в движение в устанавливаемых приводных блоках специализированного инструмента (сверла, метчики, фрезы). Приводная головка позволяет использовать вращающийся инструмент в радиальном и аксиальном направлении. При этом стоит обратить особое внимание, чтобы инструменты и оправки не мешали друг другу и не возникало возможности столкновения с узлами станка или деталью. Замена оправок осуществляется вручную. Для осуществления полноценных операций фрезерования, сверления и нарезания резьбы важно наличие высокоточного датчика контроля положения, который реализует так называемую ось С.  Он осуществляет позиционирование шпинделя на заданный в программе угол с высокой дискретностью в обоих направлениях и обеспечивает отсутствие влияния люфтов кинематики на точность позиционирования.

Токарные револьверные головки различаются системами крепления инструмента. Самый простой способ – это при помощи клинового блока (применяется в неприводных револьверных головках).

Наиболее распространены системы револьверных головок с приводным инструментом по способу крепления инструмента: VDI и BMT. Каждая из них имеет свои преимущества. Система BMT обеспечивает лучшую жесткость крепления блока к револьверной голове за счет крепления по 4-м болтам и пазу, а система VDI более простую и быструю смену инструмента.

При подборе головки нужно помнить, что она производит смену установленных инструментов и их перемещение по программе, что позволяет производить необходимые технологические операции без переустановки заготовки. Поэтому важно, чтобы она делала это за минимальное время, то есть по кратчайшему расстоянию. Это в значительной мере снижает общее время обработки и повышает производительность.

Кроме скорости смены активного инструмента, также важным является возможность подачи СОЖ с индивидуальной регулировкой под каждый вылет режущего инструмента. Это обеспечит лучшее теплоотводение и качественный отвод стружки.

2.5. Токарный патрон

Для закрепления заготовки на шпиндель устанавливают зажимное устройство – токарный патрон. Патрон необходим для проведения практически всех токарных операций и входит в обязательный комплект поставки. Токарные патроны бывают механическими (ручные) и механизированными.

Наиболее распространенный класс патронов — механические, зажим заготовки в патроне производится вручную, например, за счет перемещения кулачков ключом. Патроны разделяются на кулачковые, поводковые и цанговые. Первая группа делится на самоцентрирующиеся (обычно с 3 кулачками) и несамоцентрирующиеся (количество кулачков может быть 2, 4 или 6). Шестикулачковые патроны используются реже всего.

К механизированным патронам относят: пневматические, гидравлические, электрические. Все эти модели направлены на автоматизацию процесса зажима-разжима заготовки с заданным усилием. Гидравлические патроны чаще используются на станках с диаметром патрона больше 200 мм (диаметры импортных патронов указаны в дюймах 6, 8, 10, 12, 15 и далее дюймов). Пневматические патроны применяются на токарных автоматах. Цанговые патроны служат для зажима прутковой заготовки относительно небольшого диаметра. Электрические патроны не получили широкого распространения из-за своей не очень высокой надежности, величины усилия зажима и ограничений по скорости вращения шпинделя.

Кроме того, патроны бывают сквозные и закрытые. Патроны сквозного типа могут пропускать через себя заготовку, что позволяет использовать автоматический податчик прутка (барфидер).

Необходимо обратить внимание, что диаметр отверстия в шпинделе с механическим патроном – всегда больше отверстия в гидравлическом патроне. Это обусловлено применением тяги, с помощью которой осуществляется передача усилия от цилиндра зажима/разжима для перемещения кулачков.

Тип и размер патрона выбирают в зависимости от формы заготовки. Определяя диаметр устанавливаемого патрона, стоит помнить, что он оказывает влияние и на возможный диаметр заготовки, и на удобство ее закрепления. Кроме ограничения по максимальному диаметру — существует и минимальный диаметр, зажимаемый в стандартных кулачках патрона. Надо учитывать, что чем больше диаметр патрона — тем большего диаметра будет минимальный зажимаемый диаметр. Данные ограничения можно частично устранить использованием специализированных кулачков.

2.6. Задняя бабка

Задняя бабка токарного станка — это узел, который служит для фиксации обрабатываемой заготовки при помощи упорного или вращающегося центра и, по сути, является второй опорой для вращающейся заготовки. Зачастую ее применяют при обработке длинной и тяжелой детали, поджимая заготовку со второй стороны, создавая усиленную ось вращения и уменьшая возможные отклонения от оси вращения.

Для этого в конструкции упорной бабки есть пиноль. В ее левом торце имеется коническое отверстие, служащее для установки и фиксации приспособлений и инструмента. Пиноль может выдвигаться и отводиться перемещением маховика, то есть ручным способом, или с помощью гидравлического или электромеханического устройства выдвижения.

Сама задняя бабка станка чаще всего перемещается также вручную оператором. На некоторых моделях станков она может иметь свой привод и автоматически перемещаться вдоль оси Z к месту зажима под управлением системы ЧПУ.

На некоторых моделях токарных обрабатывающих центров с наклонной станиной возможна замена задней бабки на противошпиндель.

2.7. Люнет

Люнеты применяют в качестве дополнительной опоры при обработке заготовок значительной длины (выступающая часть заготовки превышает 12-15 диаметров). Люнет позволяет избегать лишних вибраций, биений и прогибов, повышая тем самым точность обработки, а также добиться равномерного распределения нагрузки на деталь. Они могут использоваться и как промежуточная опора при наружной обточке вала в центрах и как концевая опора с закреплением одного конца в патроне при подрезке торца длинной детали и торцевом сверлении или расточке.

Классификация люнетов:

1. неподвижный (устанавливается на станину) и подвижный (устанавливается на суппорт). Преимущественно неподвижный люнет оснащен тремя несамоцентрирующимися кулачками, в которых фиксируется заготовка и предназначен для черновой обработки вала. Токарный подвижный люнет применяется в тех случаях, когда требуется сделать чистовую обработку, точить резьбу на длинной детали и так далее.

2. С опорами качения и скольжения: первые называют роликовые люнеты, а вторые — кулачковые люнеты.

3. С ручным независимым перемещением кулачков и люнеты с гидроприводом самоцентрирующиеся (применяются в станках ЧПУ).

Наверняка, у вас появилось много уточняющих вопросов, или вам нужно помочь произвести расчеты, необходимые для выбора станка.  Пишите, всегда рады помочь!

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий